Pyotr

  • записей
    8
  • комментариев
    59
  • просмотров
    19 246

Система вентиляции для фермерских и любительских теплиц.

Pyotr

5 945 просмотров

Многие владельцы теплиц хотели бы автоматизировать систему вентиляции своих теплиц. Для тех, кто не определился с выбором, предлагаю свой вариант. Всё делается из доступных материалов, нужны только руки и совсем немного денег.

Вариант 1.

Вал (труба 1/2") вращает мотор-редуктор стеклоочистителя ВАЗ 2108. Паспортных данных на него не нашёл. Мои замеры показали крутящий момент в режиме торможения на 2 скорости (медленнее, чем первая и меньше потребляемый ток) около 160 кгс*см или 1600 Н*см. Потребляемый ток 1-4 А в зависимости от нагрузки.

ФОТО 1. Привод с восточной стороны.

m_r.png



ФОТО 2. Привод с западной стороны. Моторредуктор (МР) жёстко не крепится к конструкциям теплицы. Его вал имеет резьбу М8 и вкручивается в варенную в трубу-вал 1/2 " гайку-муфту М8, затягивается и стопорится винтом М3 (видно на верхнем фото 1). 

Т.е. МР держится на валу, а тяга на фото 2 удерживает его от проворачивания.

cimg3550.jpg



Вал собирается из частей по 3 м. Можно наращивать его длину по размеру теплицы. Части соединяются между собой муфтой с контргайкой 1/2" . Муфта накручивается на резьбовой конец длиной 10 мм и затягивается моментом 300-400 Н*м. Затем вторая часть вала с резьбовым концом 15 мм с предварительно накрученной контргайкой закручивается в муфту до упора и стопорится контргайкой таким же моментом затяжки. На ФОТО 3 всё видно.

ФОТО 3.

mufta.png



Вначале хотел сделать реечный привод для открывания фрамуг как это везде применяется, но не нашёл дешёвых комплектов шестерня-рейка нужной длины. Те рейки, которые видел, были тяжёлыми, 3-4 кг на 1 м. Пришлось делать из подручного материала. Конструкция показана на фото. Профтруба 15х15х1.5 и велосипедная цепь. Звёздочка имеет 10 зубьев и внутреннюю резьбу 2/3”. Накручивается на 20-й сгон.  Фрамуга 2.10 м (ширина поликарбоната) х1 м. При длине профтрубы 1.3 м. фрамуга открывается макс.примерно на 80 град.



ФОТО 4. Привод с концевиками. Понятно, что концевики стоят только на одном приводе с восточной стороны и на одном-с западной.

cimg3552.jpg





ФОТО 5. Звёздочка и втулка имеют внутреннюю резьбу 2/3" и затягивать их нужно очень крепко. Прорези на резьбе сгона образуют цанговый зажим. На него накручивается втулка с конической резьбой или просто не дорезанной на всю длину втулки.

sborka.png



ФОТО 6. Остаётся приварить гайки-муфты к профтрубе 20х40.

sborka_1.png



ФОТО 7. Так выглядит опора вала

opora.png

Полный ход фрамуги происходит за 8.5-9 оборотов моторредуктора. В качестве датчика положения фрамуги выбрал многооборотный потенциометр (10-ти оборотный) 3540S или 3590S сопротивлением 200-500 Ом. 

Ещё фотки http://fotki.yandex.ru/users/sidorowpetr1973/album/443218/ 

Второй конструкцией привода поделюсь после...Продолжение следует...





15 комментариев


Я, конечно рад, что моя информация вам понравилась и, может быть даже кто-то повторит этот девайс или отдельные моменты. Для того и пишу. НО, давайте сдерживать эмоции, просто потому что бы не занимать место. Люди будут просматривать тему, пролистывать, возвращаться назад и это будет занимать у них больше времени. Коментарии, вопросы желательно по теме. Это конечно всего лишь моя просьба, а не руководство к действию. 

У меня один МР управляет 3 фрамугами. Сила, необходимая для открытия одной фрамуги около 2 кгс (буду использовать кг а не ньютоны для простоты понимания). Чтобы померить это усилие берём кантер (лучше электронный) , поднимаем фрамугу за точку сочленения с приводом и смотрим на шкалу. Рейка весит около 1 кг (не вешал).  3 фрамуги+3 рейки=9кг. Радиус звёздочки=2 см. Крутящий момент, необходимый для открывания фрамуг = 9 кгс х 2 см=18 кгс*см. Потребляемый ток одним МР от 12 В аккумулятора при откр.=3.5 А, при закр.=0.7 А., без нагрузки на холостом ходу- около 0.5 А. Тот факт, что при закрывании расходуется какая то энергия говорит о том, что момент сил трения в приводе больше крутящего момента от веса фрамуг (18 кгс*см). При значительном удлинении вала (у меня 14 м) это нужно учитывать. Думаю, данная конструкция будет работать при удлинении вала до 30 м. 

При более длинном вале или тяжёлых фрамугах можно применить следующее:

1) С другого торца вала ставим такой же МР и меняем полярность при подключении. При халявных МР затраты только на провод.

2) Ставим между МР и валом понижающий редуктор. Например цепной. На вал МР маленькую звёздочку (6-9 зубьев), а на вал большую (30-50 зубьев). Получаем 5ти-8ми кратное повышение крутящего момента и такое же уменьшение скорости вращения вала.

3) Создаём дополнительный крутящий момент на валу.

hkiv.png

Пара кирпичей) при радиусе шкива 5 см. создадут момент=10кгс*5см=50 кгс*см. Ход груза составит меньше 3 м. Подбирая его массу можно "компенсировать вес фрамуг" и энергия МР будет тратится только на преодоление сил трения. Сам так не делал, но работать должно. Главное головой об них не стукнуться))

4) Повысить напряжение на МР до 15-20 В. МР включается на короткое время (1-3 сек) поэтому вреда ему не будет.


Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Вариант 2.

Используется передача винт-гайка. МР вращает винт (кусок от метровой шпильки М10 из магазина по крепежу) и через гайку передаётся усилие на рычаг, который приварен к валу, проворачивая его на 60 град. По краям вала приварены рычаги, которые через тяги толкают фрамуги (в этой теплице их 2 на каждой стороне-скате). МР также держится только на винту через гайку-муфту М6. Усилие с винта на конструкцию теплицы передаётся через подшипник 200тый в ступице и кронштейн.

ФОТО 8.  Привод западной стороны. Фрамуги открыты.

privod_3.png

Вариант 2 подойдёт в тех случаях, когда требуется большое усилие и медленная скорость. 

В этом случае труба-вал передаёт большой крутящий момент и нужна труба Д=1" и более. Труба 1/2" будет работать как торсион, т.е. фрамуги на ветру будут покачиваться. Этот вариант для коротких теплиц, для открывания дверей, торцевых фрамуг и т.д.



ФОТО 9. Вид снизу с коментариями.

priv_3.png



ФОТО 10. Этот привод открывает всего одну фрамугу в рассадном.

cimg3666.jpg

Раньше здесь стоял гидроцилиндр.

Также добавил фото на Яндекс.

В варианте 2 применил МР избыточной мощности. Просто они были и я давно хотел их куда-нибуть пристроить). Подойдут маломощные дающие на валу 50-200 обор. в мин. Внутри этого МР есть концевик, срабатывающий 1 раз за оборот МР. Его и можно использовать для отслеживания положения фрамуги. При откывании фрамуги микроконтроллер (МК) считает количество замыканий концевика и суммирует, а при закрывании - вычитает.

Не могу найти лист с эскизами деталей с которым ходил к токарю. Это ещё зимой было.

Набросал эскиз, чтобы попонятней было.

graf1.png

Некоторые владельцы теплиц ставят гидравлические открывалки. С перегревами они справляются, но очень уж инерционные. Что можно сделать в этом случае для более точного температурного режима или, другими словами, как прикрутить к гидроцилиндру электронику.

Для быстрой реакции на открывание нужно слегка подогревать жидкость в цилиндре, наматываем нихромовую проволоку на нижнюю часть цилиндра или просто прислоняем лампочку 12 В 10-20 Вт и обматываем алюм. фольгой, будет выполнять роль ИК рефлектора. При повышении Т воздуха датчик Т реагирует намного быстрее чем нагревается гидроцилиндр и поэтому будет подключать подогрев цилиндра, который, в свою очередь, начнёт приоткрывать фрамугу, что обеспечит плавный рост Т в теплице.

Для быстрого закрытия фрамуги (резко похолодало, начался сильный ветер или дождь и т д) к цилиндру можно прикрутить элемент Пельтье (электротермоохладитель). Вобщем получается такой "Жигуль" с реактивным двигателем и тормозным парашютом:)))

 

На этом механика кончается, дальше начинается электроника.

Здесь вариантов управления великое множество.

Об этом в следующий раз...



 


Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Концевики подключаются по схеме 1.

Когда подаём напряжение на А "–" и В "+", МР открывает фрамуги. При полном открытии срабатывает (размыкается) верхний концевик S1 и разрывает цепь. Диод VD1 включен в обратном смещении и не пропускает ток. В таком состоянии схема будет находится пока не поменяем полярность напряжения. В таком случае ток потечет через VD1 (теперь он окажется в прямом включении, а S1 разомкнут). Фрамуги начнут закрываться. Привод сдвинется и замкнется S1. Теперь ток потечет через S1. Когда фрамуги закроются, разомкнётся S2 и разорвёт цепь. Диоды VD1 и VD2 служат лишь для «срыва» привода из крайних положений, всё остальное время они не работают.

Для МР, который работает на переменке, такая схема не подойдёт, нужно ставить промежуточное реле.

Если нужно просто утром открыть, а вечером закрыть вентиляцию, то управление можно сделать по времени на механическом таймере и реле.



                       СХЕМА 2                                                                                    СХЕМА 1 



        pevers.gifsxema1.gif



Следующий вариант чуть посложнее.Схема 2 управляет приводом по сигналу с датчиков или МК. Когда на верхнем и нижнем входе низкий потенциал («нуль»=0-0.4 В) или высокий («единица» для МК=3-5 В, а для других схем и до 12 В)-на привод не подаётся напряжение и он не работает. Когда на верхнем входе «1», а на нижнем «0», срабатывает реле 1 и привод откровает фрамугу. Если подать на верхний «0», а нижний-«1», привод закроет фрамугу. Надо отметить, что при отключении привода происходит динамическое торможение МР и он быстро останавливается.

В простейшем случае проветривание можно устроить от любого терморегулятора, включая его на короткие промежутки времени через каждые 3-7 мин. Если Т выходит за установленные пределы, привод сработает на короткое время, прикрывая или приоткрывая фрамуги.

Это всё простейшие варианты и на них останавливаться не буду. В Интернете такой информации полно. Будут вопросы-пишите.

Мы же будем делать как у «взрослых» или близко к тому.



 


Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Чтобы создать блок управления вентиляцией теплицы, с учётом Т, ОВВ, освещенности, скорости и направления ветра, осадков, времени суток, да ещё писать данные на внешний носитель (например SD карту) и (или) иметь связь с компом, без МК (или модулей на его основе) не обойтись.

Я свой выбор остановил на Ардуино. Для людей далёких от программирования и электроники-это самое то. Кто не слышал раньше это слово и захочет узнать что это, Гугл на запрос "Arduino" выдаёт более 11 милионов ссылок:).

Начну с датчиков. Буду писать о наиболее доступных и с приемлемой точностью.

 Для измерения Т и ОВВ существуют цифровые датчики DHT21, DHT22 с последовательным интерфейсом. DHT11 очень дёшев, но с высокой погрешностью-его не стоит применять. Для передачи данных Т и ОВВ используется один провод и соответственно 1 пин МК. На каждый датчик  отдельный пин.

Есть ещё относительно недорогие SHT 10 (SHT11 и выше), работают по шине I2C. На 2 пина МК можно подключать несколько датчиков.

Цифровые датчики калибруются на заводе, но их погрешность может достигать +-1 С и поэтому их желательно сравнить с каким то эталоном. Как можно откалибровать датчик температуры по двум точкам. Например, первая точка нуль. Стакан со льдом заливаем холодной дистиллированной водой, помещаем в него завёрнутый в целлофановый пакет датчик и всё это в холодильник. Через 10 мин. смотрим на показания датчика. Вторая точка-температура нашего тела. Учитывая разницу показаний, в программе делаем поправку считанного значения Т.

Как калибровать  датчик влажности можно посмотреть  например в Интернете. Ещё вырезал страничку из книги. 

kalibrovka_d_v.png

Имея амиачную и калийную селитру можно откалибровать датчик влажности в диапазоне  42-96 %. Только насколько чистыми должны быть соли-можно ли использовать простые удобрения? Это профи пусть подскажут.

 Освещённость можно измерять фоторезистором, фотодиодом, фотоэлементом от садового фонарика. При их калибровке можно добиться определённого результата. Это аналоговые датчики.

Я использую цифровой датчик освещённости на чипе  BH1750FVI. Датчик калиброванный, выдаёт значение освещённости в диапазоне 0-65 кЛк. Применяя светофильтр, в программе нужно это учитывать.

Для измерения скорости и направления ветра недавно нашёл самые доступные приборы. 

http://www.dfrobot.com/index.php?route=product/product&filter_name=sen0170&product_id=1114



http://detail.tmall.com/item.htm?id=20636607809&spm=2014.21146348.0.0 

Раньше мне попадались намного дороже и поэтому пришлось сделать из подручных материалов. Тем более при измерении направления ветра мне не нужны градусы, просто нужно знать восточного направления или западного, чтобы определить где наветренная и где подветренная сторона теплицы.

Кто захочет измерять уровень СО2, есть самые простые датчики MG811 и TGS4161. У них логарифмическая выходная характеристика и о калибровке нужно подумать.

В дождь нужно закрывать фрамуги. Как сделать датчик дождя можно почитать здесь  .  Простейшая схема, но цена…. Готовых датчиков не нашёл, пришлось изготовить самому.





 


Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Химическая чистота минеральных удобрений варьирует в зависимости от производителя, поэтому надежнее использовать соли ЧДА. Но идея очень хорошая!!!


Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Да, Марите, соли ЧДА-это лучшее решение,

Вот фото моего флюгера-анемометра. Кому не хочется тратить 5 000 р. или не сможет купить, его не сложно сделать.

anemometr.jpg



Подвижная часть анемометра из неисправного вентилятора от компа, только ось неподвижна, а вращается корпус с прикрученными чашками от "детских сюрпризов" . Сверху капроновая крышка от стеклянной банки:). Датчики вращения от компьютерной мыши. Трогается при малейшем ветерке (1 оборот за 3-4 сек) и при хорошем ветре чашки не видно (обороты не мерил). Скорость в м/с мне не нужна, а будет несколько уровней:

1. тихо

2.слабый ветерок

3.умеренный

4.сильный ветер

Флюгер выдаёт "0" при ветре восточного направления (В, Ю-В, С-В), "1"-при ветре западного направления (З, Ю-З, С-З), при северном и

южном  ветре на выходе будет 2-3 В.



Про датчик дождя LWET скажу своё мнение. Он реагирует на сопротивление между проводящими дорожками на плате. Если сухо, сопротивление очень высокое, если попадут капли воды-сопротивление уменьшается и частота генератора на 555 таймере растёт. Это при чистом датчике, но если он запылится, или птичка "сделает", или утренняя роса сядет, то он будет выдавать непонятный результат. После дождя в прохладную погоду он долго будет обсыхать, выдавая сигнал "идёт дождь". Вывод: без доработки его использовать нельзя. И как только они додумались "впаривать" такое за 95 баксов....

Мой датчик работает по другому принципу. Площадка с контактами примерно такая же, но покрыта лаком и реагирует не на сопротивление между контактами, а на ёмкость, пропорциональную диэлектрической проницаемости среды между контактами. Водух, пыль, грязь имеют диэлектрическую проницаемость 1-5, вода -82. При попадании капель дождя датчик срабатывает и одновременно включается подогрев контактной площадки. Дождь кончился-всё быстро высохло и выдаётся команда "дождя нет".



 


Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Чтобы создать блок управления вентиляцией теплицы, с учётом Т, ОВВ, освещенности, скорости и направления ветра, осадков, времени суток, да ещё писать данные на внешний носитель (например SD карту) и (или) иметь связь с компом, без МК (или модулей на его основе) не обойтись.

Я свой выбор остановил на Ардуино. Для людей далёких от программирования и электроники-это самое то. Кто не слышал раньше это слово и захочет узнать что это, Гугл на запрос "Arduino" выдаёт более 11 милионов ссылок :).

Начну с датчиков. Буду писать о наиболее доступных и с приемлемой точностью.

 Для измерения Т и ОВВ существуют цифровые датчики DHT21, DHT22 с последовательным интерфейсом. DHT11 очень дёшев, но с высокой погрешностью-его не стоит применять. Для передачи данных Т и ОВВ используется один провод и соответственно 1 пин МК. На каждый датчик  отдельный пин.

Есть ещё относительно недорогие SHT 10 (SHT11 и выше), работают по шине I2C. На 2 пина МК можно подключать несколько датчиков.

Цифровые датчики калибруются на заводе, но их погрешность может достигать +-1 С и поэтому их желательно сравнить с каким то эталоном. Как можно откалибровать датчик температуры по двум точкам. Например, первая точка нуль. Стакан со льдом заливаем холодной дистиллированной водой, помещаем в него завёрнутый в целлофановый пакет датчик и всё это в холодильник. Через 10 мин. смотрим на показания датчика. Вторая точка-температура нашего тела. Учитывая разницу показаний, в программе делаем поправку считанного значения Т.

Как калибровать  датчик влажности можно посмотреть  например в Интернете. Ещё вырезал страничку из книги. 

kalibrovka_d_v.png

Имея амиачную и калийную селитру можно откалибровать датчик влажности в диапазоне  42-96 %. Только насколько чистыми должны быть соли-можно ли использовать простые удобрения? Это профи пусть подскажут.

 Освещённость можно измерять фоторезистором, фотодиодом, фотоэлементом от садового фонарика. При их калибровке можно добиться определённого результата. Это аналоговые датчики.

Я использую цифровой датчик освещённости на чипе  BH1750FVI. Датчик калиброванный, выдаёт значение освещённости в диапазоне 0-65 кЛк. Применяя светофильтр, в программе нужно это учитывать.

Для измерения скорости и направления ветра недавно нашёл самые доступные приборы. 

http://www.dfrobot.com/index.php?route=product/product&filter_name=sen0170&product_id=1114

http://detail.tmall.com/item.htm?id=20636607809&spm=2014.21146348.0.0 

Раньше мне попадались намного дороже и поэтому пришлось сделать из подручных материалов. Тем более при измерении направления ветра мне не нужны градусы, просто нужно знать восточного направления или западного, чтобы определить где наветренная и где подветренная сторона теплицы.

Кто захочет измерять уровень СО2, есть самые простые датчики MG811 и TGS4161. У них логарифмическая выходная характеристика и о калибровке нужно подумать.

В дождь нужно закрывать фрамуги. Как сделать датчик дождя можно почитать здесь  .  Простейшая схема, но цена…. Готовых датчиков не нашёл, пришлось изготовить самому.

 

 

Доброго времени суток. Петр, у меня небольшая бригада, занимаемся производством и монтажом пленочных теплиц. Работаем по ЮФО. Ставим теплицу, натягиваем пленку, делаем системы проветривания: боковое, и крышное. Очень заинтересовала система управления проветриванием по многим показателям. Хотел бы комплектовать свои теплицы такой системой, "забугорные" не всякий тепличник "потянет". Не могли бы Вы более подробно рассказать мне как человеку, который далек от электроники.

 

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

 

Доброго времени суток. Петр, у меня небольшая бригада, занимаемся производством и монтажом пленочных теплиц. Работаем по ЮФО. Ставим теплицу, натягиваем пленку, делаем системы проветривания: боковое, и крышное. Очень заинтересовала система управления проветриванием по многим показателям. Хотел бы комплектовать свои теплицы такой системой, "забугорные" не всякий тепличник "потянет". Не могли бы Вы более подробно рассказать мне как человеку, который далек от электроники.

 

 

Подробно рассказать могу... и не только Вам... и не только рассказать, а ещё и вопросами засыпать)... Система ещё не доделана. Подробности будут через пару недель в новой теме, а пока вкратце.

Управляющий контроллер собирает информацию о температуре воздуха, субстрата, наружней, котла, регистров..., ОВВ в теплице, солнечной радиации, ветре, осадках и может ещё чего. Вводим температурные периоды Д1, Д2, Н1, Н2, устанавливаем желаемую темпер. по периодам, её скорость роста или падения, желаемый дефицит влаги по периодам и т.д. Контроллеру остаётся следить за часами, анализировать информацию о климате и принимать решения: двигать фрамуги куда/насколько, управлять котлом, насосами, увлажнителем и т. д.

Меню настроек на 2 зоны. На каждую зону 4 периода. На каждый период около 15 параметров. Всего под сотню настроек. Создам тему, выложу картинки, видео, тогда и будем обсуждать - что добавить, что убрать, да и по алгоритму управления микроклиматом тоже поговорим.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Петр скажите пожалуйста какие драйвера моторов Вы использовали?

В сообщении от 02.08.14г схема 2. Н-мост на двух реле по 30 руб. На транзисторах будет значительно дороже. При большом расстоянии от контроллера до МР нужно считать сечение провода на падение напряжения. У меня медный провод около 11 м длины и 2.5 мм2 сечение. На тонком проводе будет значительное падение напряжения и привод под нагрузкой просто не стронется.

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Подробно рассказать могу... и не только Вам... и не только рассказать, а ещё и вопросами засыпать)... Система ещё не доделана. Подробности будут через пару недель в новой теме, а пока вкратце.

Управляющий контроллер собирает информацию о температуре воздуха, субстрата, наружней, котла, регистров..., ОВВ в теплице, солнечной радиации, ветре, осадках и может ещё чего. Вводим температурные периоды Д1, Д2, Н1, Н2, устанавливаем желаемую темпер. по периодам, её скорость роста или падения, желаемый дефицит влаги по периодам и т.д. Контроллеру остаётся следить за часами, анализировать информацию о климате и принимать решения: двигать фрамуги куда/насколько, управлять котлом, насосами, увлажнителем и т. д.

Меню настроек на 2 зоны. На каждую зону 4 периода. На каждый период около 15 параметров. Всего под сотню настроек. Создам тему, выложу картинки, видео, тогда и будем обсуждать - что добавить, что убрать, да и по алгоритму управления микроклиматом тоже поговорим.

Доброго времени суток, Петр. Подскажите, где увидеть "подробности" по теме автоматизации?

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Доброго времени суток, Петр. Подскажите, где увидеть "подробности" по теме автоматизации?

Обещал через пару недель, а уж 8 месяцев прошло... Хотя, говорят - обещанного 3 года ждут, так что время ещё есть...))

Ну а если серьёзно, с тех самых пор системой управления микроклиматом не занимаюсь(, больше растворный узел "мучаю" или он меня... Да и тот отложил-неделю занимаюсь "открывалкой" фрамуг для друга. Создал альбом в галерее и туда буду скидывать фотки по этой теме  http://www.greentalk.ru/gallery/album/483-upravlenie-mikroklimatom-teplitcy/

Пока собираю информацию, появились новые идеи. Можно и тему открыть в скором времени...

Поделиться комментарием


Ссылка на комментарий

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!


Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.


Войти сейчас